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1、第四章第四章 液压执行元件液压执行元件n作用：压力能-机械能 用于实现直线往复运动 1. 液压缸的作用和分类活塞缸单杆双杆柱塞缸伸缩缸分类单作用双作用按作用方式按结构一、一、 液压缸液压缸2. 活塞式液压缸（1）单杆活塞缸1) 结构：缸体、活塞、活塞杆、密封、缸盖等2) 工作原理：工作原理：因两侧有效作用面积或油液压力不等， 活塞在液压力的作用下，作直线往复运动。无杆腔进油腔回油腔有杆腔职能符号：n单杆单作用活塞缸n单杆双作用活塞缸双向液压驱动 单向液压驱动，回程靠外力。3) 基本参数a. 推力式中： p1进油压力 p2回油压力b. 速度n特点：同样 q ，v1 F2 。4. 应用：往返运动速
2、度及推力不同的场合。例：液压刨床q1q2p q4）单杆活塞缸的差动连接差动缸推力：速度：n特点：v3 v1 ；F3 F1 。结论：差动连接后，速度大，推力小结论：差动连接后，速度大，推力小。代入上式：活塞只有一个，设此时的速度为v3如令：则有：结论：当时，快进、快退速度相等。或1） 结构特点：两侧有效工作面积一样。（2）双杆活塞缸2）.基本参数：3） 应用职能符号：l活塞有效工作行程。4）安装方式缸固定 L=3 l杆固定 L=2 l两个方向力和速度一样的场合。缸固定L = 3 lL杆固定杆固定时、缸移动软管空心杆L = 2 lL (3）活塞式液压缸典型结构1缸底 2卡键 3、5、9、11密封圈
3、 4活塞 6缸筒7活塞杆 8导向套 10缸盖 12防尘圈 13耳轴2)缸头与缸筒连接2)活塞与活塞杆连接3）密封4）缓冲5）排气2. 柱塞缸柱塞缸（1）单柱塞缸单向液压驱动，回程靠外力。（2）双柱塞缸双向液压驱动（3）参数计算推力：速度：应用：行程较长的场合应用：行程较长的场合。职能符号：柱塞粗、受力好。简化加工工艺（缸体内孔和柱塞没有配合，不需精加工； 柱塞外圆面比内孔加工容易。）3. 其它形式液压缸其它形式液压缸1一级缸筒 2一级活塞 3二级缸筒 4二级活塞伸缩液压缸增压缸齿轮齿条缸二、二、 摆动马达（摆动缸）摆动马达（摆动缸）1. 结构：叶片、缸体、输出轴n双叶片式n单叶片式2. 参数计
4、算及用途n单叶片 摆角300on双叶片 摆角150o 转矩是单叶片的两倍， 角速度是单叶片的一半。n用途：实现摆动往复运动n职能符号：摆动马达三、液压缸的安装、调整与维护三、液压缸的安装、调整与维护1.安装方法（1）液压缸只能一端固定，另一端自由，使热胀冷缩不受限制（2）底脚形和法兰形液压缸的安装螺栓不能直接承受推力载荷。（3）耳环形液压缸活塞杆顶端连接头的轴线方向必须与耳轴的轴线方向一致。2.液压缸的调整（1）排气装置的调整（2）缓冲装置的调整（3）注意事项3.液压缸的维护（1）在拆卸液压缸前，先松开溢流阀，将系统压力降为零，再切断电源。（2）放掉液压缸两腔油液，一般应先松开端盖的连接螺栓，
5、然后按顺序拆卸。（3）拆卸时，不能损伤进、出油口螺纹，活塞杆表面和头部螺纹。（4）拆卸后，应检查各配合表面及密封（5）组装液压缸前，将各部分用汽油或煤油洗净晾干。（6）组装液压缸时特别注意密封元件的安装（7）耐压试验后应再次紧固有关螺栓。四、液压缸常见故障和排除方法故障现象故障现象产产 生生 原原 因因排排 除除 方方 法法爬行爬行1外界空气进入缸内外界空气进入缸内2密封压得太紧密封压得太紧3活塞与活塞杆不同轴活塞与活塞杆不同轴4活塞杆弯曲变形活塞杆弯曲变形5缸筒内壁拉毛，局部磨损严重或腐蚀缸筒内壁拉毛，局部磨损严重或腐蚀6安装位置有误差安装位置有误差7双活塞杆两端螺母拧得太紧双活塞杆两端螺母
6、拧得太紧8导轨润滑不良导轨润滑不良1开动系统，打开排气塞（阀）强迫排气开动系统，打开排气塞（阀）强迫排气2调整密封，保证活塞杆能用手拉动而试车调整密封，保证活塞杆能用手拉动而试车时无泄漏即可时无泄漏即可3校正或更换，使同轴度小于校正或更换，使同轴度小于0.04mm4校正活塞杆，保证直线度小于校正活塞杆，保证直线度小于0.1/10005适当修理，严重者重磨缸孔，按要求重配适当修理，严重者重磨缸孔，按要求重配活塞活塞6校正校正7调整调整8适当增加导轨润滑油量适当增加导轨润滑油量推力不足，推力不足，速度不够速度不够或逐渐下降或逐渐下降1缸与活塞配合间隙过大或形密封圈破坏缸与活塞配合间隙过大或形密封圈
7、破坏2工作时经常用某一段，造成局部几何形状工作时经常用某一段，造成局部几何形状误差增大，产生泄漏误差增大，产生泄漏3缸端活塞杆密封压得过紧，摩擦力太大缸端活塞杆密封压得过紧，摩擦力太大4活塞杆弯曲，使运动阻力增加活塞杆弯曲，使运动阻力增加1更换活塞或密封圈，调整到合适间隙更换活塞或密封圈，调整到合适间隙2镗磨修复缸孔内径，重配活塞镗磨修复缸孔内径，重配活塞3放松、调整密封放松、调整密封4校正活塞杆校正活塞杆冲击冲击1活塞与缸筒间用间隙密封时，间隙过大，活塞与缸筒间用间隙密封时，间隙过大，节流阀失去作用节流阀失去作用2端部缓冲装置中的单向阀失灵，不起作用端部缓冲装置中的单向阀失灵，不起作用1更换
8、活塞，使间隙达到规定要求，检查缓更换活塞，使间隙达到规定要求，检查缓冲节流阀冲节流阀2修正、配研单向阀与阀座或更换修正、配研单向阀与阀座或更换外泄漏外泄漏1密封圈损坏或装配不良使活塞杆处密封不密封圈损坏或装配不良使活塞杆处密封不严严2活塞杆表面损伤活塞杆表面损伤3管接头密封不严管接头密封不严4缸盖处密封不良缸盖处密封不良1检查并更换或重装密封圈检查并更换或重装密封圈2检查并修复活塞杆检查并修复活塞杆3检查并修整检查并修整4检修密封圈及接触面检修密封圈及接触面直线运动摆动运动活塞缸单杆双杆双作用差动柱塞缸单作用伸缩缸摆动缸（摆动马达）齿轮缸1、基本参数计算（）.总阻力：五、 液压缸的设计计算式中
9、：Fl 工作载荷 Ff 摩擦阻力 Fa 惯性阻力速比：v的选择：p，选v ; p ,选v.（2）.速度和速比对速度要求高时：由v、q ,确定D ； 或已知v、D ,确定q 。对速度没有要求：由q、D、d 确定v 。v2、d 由速比v 确定（3）.缸筒内径D按推力计算：按拉力计算：按国标圆整为标准尺寸。（4）.活塞杆直径 d1）按v 确定2）按工作压力确定按国标圆整为标准尺寸。时，为薄壁筒（无缝钢管）式中：py 实验压力（1）.缸筒壁厚2、结构计算和校核 n 安全系数 n = 5 pn 缸的额定压力 许用应力，b 抗拉强度注意：圆整为标准壁厚 1）铸造：满足最小尺寸 2）无缝钢管：查手册 (无缝钢管外径不需加工）时，为厚壁筒（铸造）缸筒外径：（2）.活塞杆的校核1）强度校核式中： 活塞杆材料的许用应力 n 安全系数 n = 1.4 2b 抗拉强度2）稳定性校核时，强度校核即可时，要进行稳定性计算稳定条件：式中：F 活塞杆所受最大压力 Fk 活塞杆的稳定临界力 nk 稳定安全系数 nk = 2 4dF式中： l 活塞杆的计算长度 rk 活塞杆截面最小回转半径当细长比 时：1 柔性系数2 末端系数（由液压缸的支承方式决定）E 弹性模量J 活塞杆截面惯性矩A 活塞杆横截面积稳定临界力Fk 的确定：当 时：式中： f 由材料强度决定的实验值 a 系数
